FR2571150A1 - CIRCUIT FOR REMOVING SLOW MOBILE ECHOES FOR RADAR DOPPLER - Google Patents
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Abstract
DANS LES RADARS AMBIGUS EN FREQUENCE UTILISANT L'EFFET DOPPLER POUR ELIMINER LES ECHOS DE SOL, LES ECHOS DE VEHICULES TERRESTRES PEUVENT SE CONFONDRE, PAR REPLIEMENT DE FREQUENCE, AVEC LES ECHOS UTILES D'AERONEFS. L'OBJET DU CIRCUIT DE L'INVENTION EST D'ELIMINER CES ECHOS DE VEHICULES TERRESTRES. CE CIRCUIT COMPORTE UN COMMUTATEUR C1 PERMETTANT DE CONNECTER POUR CHAQUE FREQUENCE DE RECURRENCE, DES CIRCUITS DE RECEPTION D'ANTENNE E1 A UN REGISTRE DE SOMMATION F1 A F4. UN CIRCUIT DE SOMMATION CS CONNECTE AUX SORTIES DES REGISTRES DE SOMMATION F1 A F4, EFFECTUE UNE POST-INTEGRATION DES SIGNAUX DETECTES ET FOURNIT UN SIGNAL D'INTEGRATION. UN CIRCUIT DE COINCIDENCE ET CONNECTE EGALEMENT PAR DES CIRCUITS A SEUILS A11 A A14, AUX SORTIES DES REGISTRES DE SOMMATION F1 A F4, FOURNIT UN SIGNAL D'INHIBITION PERMETTANT DE MASQUER LE SIGNAL D'INTEGRATION LORSQUE CHAQUE REGISTRE DE SOMMATION DELIVRE UN SIGNAL DE NIVEAU SUPERIEUR A UN SEUIL S2 DETERMINE.IN AMBIGUS FREQUENCY RADARS USING THE DOPPLER EFFECT TO ELIMINATE ECHOES FROM THE GROUND, ECHOES FROM LAND VEHICLES MAY MIX, BY FREQUENCY REFOLDING, WITH USEFUL ECHOES FROM AIRCRAFT. THE OBJECT OF THE CIRCUIT OF THE INVENTION IS TO ELIMINATE THESE ECHOES FROM LAND VEHICLES. THIS CIRCUIT INCLUDES A C1 SWITCH ALLOWING THE CONNECTION FOR EACH RECURRENCE FREQUENCY, ANTENNA RECEPTION CIRCUITS E1 TO A SUMMATION REGISTER F1 TO F4. A CS SUMMATION CIRCUIT CONNECTED TO THE OUTPUTS OF THE SUMMATION REGISTERS F1 TO F4, PERFORMS A POST-INTEGRATION OF THE SIGNALS DETECTED AND PROVIDES AN INTEGRATION SIGNAL. A COINCIDENCE CIRCUIT AND ALSO CONNECTED BY THRESHOLD CIRCUITS A11 TO A14, TO THE OUTPUTS OF THE SUMMATION REGISTERS F1 TO F4, PROVIDES AN INHIBITION SIGNAL ALLOWING TO MASK THE INTEGRATION SIGNAL WHEN EACH SUMMATION REGISTER WITH A LEVEL DELIVERS A SIGNAL GREATER THAN A DETERMINED S2 THRESHOLD.
Description
257 1150257 1150
CIRCUIT D'ELIMINATION D'ECHOS DE MOBILES LENTS SLOW MOBILE ECHO REMOVAL CIRCUIT
POUR RADAR DOPPLERFOR RADAR DOPPLER
L'invention concerne un circuit d'élimination d'échos de mobiles lents The invention relates to a circuit for the elimination of echoes of slow mobiles
pour radar DOPPLER applicable notamment aux radars aéroportés. for DOPPLER radar applicable in particular to airborne radars.
Dans les radars ambigus en fréquence utilisant l'effet Doppler pour éliminer les échos de sol, les échos de véhicules terrestres peuvent se confondre, par repliement de fréquence, avec les échos utiles d'aéronefs. L'objet du circuit de l'invention est d'éliminer ces échos de véhicules terrestres. - Dans les radars non ambigus en fréquence, l'élimination.des échos de véhicules terrestres s'effectue directement par élimination d'une zone noppler couvrant le spectre des échos de sol et des échos de véhicules terrestres. Cette zone, déjà importante pour les radars non ambicis en fréquence, In ambiguous frequency radars using the Doppler effect to eliminate ground echoes, terrestrial vehicle echoes can become confused with useful aircraft echoes. The object of the circuit of the invention is to eliminate these echoes of land vehicles. - In unambiguous frequency radars, the elimination of terrestrial vehicle echoes takes place directly by eliminating a noppler zone covering the spectrum of ground echoes and terrestrial vehicle echoes. This zone, already important for non-ambivalent frequency radars,
devient prohibitive pour les radars ambiqOs en fréquence. becomes prohibitive for frequency-related radars.
Une solution classique consiste à pister ces échos, c'est-à-dire à effectuer la poursuite de ces échos de tour d'antenne à tour d'antenne, ce qui nécessite des moyens de calcul très importants, compte tenu du nombre très élevé d'échos de véhicules terrestres reçus par un radar en veille, A conventional solution is to track these echoes, that is to say to carry out these echoes antenna tower tower antenna, which requires very important calculation means, given the very high number echoes of land vehicles received by a radar in standby,
notamment pour un radar aéroporté cherchant à détecter des cibles aérien- particularly for an airborne radar seeking to detect airborne
nes volant à basse altitude. D'autre part, ce pistage est rendu difficile par la proximité de ces échos entre eux (routes) et par les nombreux masques flying at low altitude. On the other hand, this tracking is made difficult by the proximity of these echoes between them (roads) and by the many masks
naturels rencontrés au niveau du sol. encountered at ground level.
C'est pourquoi l'invention concerne un circuit permettant d'éliminer les échos de véhicules terrestres pendant un seul balayaqe (sans corrélation de balayaoe à balayace) tout en préservant les échos d'aéronefs ambigus en vitesse. Accessoirement, ce dispositif permet d'éliminer des échos de second Therefore, the invention relates to a circuit for eliminating the echoes of land vehicles during a single scan (without correlation of sweeping balayaoe) while preserving echoes ambiguous aircraft speed. Incidentally, this device eliminates echoes of second
(ou nième) balayage.(or nth) scan.
L'invention concerne donc un circuit d'élimination d'échos de mobiles lents pour radar Doppler comprenant des circuits de réception d'antenne fournissant sur une liaison la valeur numérique du signal détecté, caractérisé en ce qu'il comporte The invention therefore relates to a circuit for the elimination of slow mobile echoes for Doppler radar comprising antenna reception circuits providing on a link the digital value of the detected signal, characterized in that it comprises
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- un premier commutateur possédant une entrée connectée à la liaison de sortie des circuits de réception et un nombre de sorties égal au nombre a first switch having an input connected to the output link of the reception circuits and a number of outputs equal to the number
des fréquences de récurrence différentes du radar l'oppler, ledit commuta- frequencies of recurrence different from the radar the oppler, said commutation
teur permettant de connecter son entrée à la sortie correspondant à la fréquence de récurrence en cours; - un registre de sommation connecté à chaque sortie et fournissant sur une sortie une valeur de signal détecté; - un circuit de sommation connecté aux différentes sorties des registres de sommation effectuant une post-intégration, sur le temps de passage du faisceau d'antenne sur la cible des signaux détectés pour fournir sur une sortie un signal d'intégration - un circuit de cotncidence possédant autant d'entrées qu'il y a de valeurs de la fréquence de récurrence chacune de ces entrées étant connectée à une sortie d'un registre de sommation de telle sorte aue le to connect its input to the output corresponding to the current recurrence frequency; a summation register connected to each output and providing on an output a detected signal value; a summation circuit connected to the various outputs of the summing registers performing a post-integration, on the time of passage of the antenna beam on the target of the detected signals to provide on an output an integration signal - a cotncidence circuit having as many inputs as there are values of the recurrence frequency each of these inputs being connected to an output of a summation register so that
circuit de coïncidence fournisse un signal d'inhibition sur une sortie d'inhi- coincidence circuit provides an inhibition signal on an output of inhi-
bition lorsque chaque reaistre de sommation délivre un sicnal de niveau supérieur à un seuil déterminé - un circuit de sortie possédant une première entrée connectée à la sortie du circuit de sommation, une deuxième entrée connectée à la sortie d'inhibition du circuit de coïncidence, ce circuit de sortie permettant,-en l'absence de signal d'inhibition sur la deuxième entrée, de retransmettre tout signal d'intégration reçu sur la première entrée, sur une sortie vers des bition when each summing report delivers a higher level sicnal to a determined threshold - an output circuit having a first input connected to the output of the summing circuit, a second input connected to the muting output of the coincidence circuit, and an output circuit enabling, in the absence of an inhibit signal on the second input, to retransmit any integration signal received on the first input, on an output to
circuits d'affichage, ce circuit permettant également d'interdire la retrans- display circuits, this circuit also makes it possible to prohibit the retransmission
mission du signal d'intégration en cas de présence d'un signal d'inhibition sur la deuxième entrée: -et un circuit de commande fournissant des signaux de commande au mission of the integration signal in the event of presence of a muting signal on the second input; and a control circuit providing control signals to the
commutateur aux registres de sommation et au circuit de sommation. switch to summation registers and summation circuit.
Les différents objets et caractéristiques de l'invention apparaitront The different objects and features of the invention will appear
plus clairement dans la description qui va suivre faite en se référant aux more clearly in the following description made with reference to the
figures annexées qui représentent: - la figure 1, un exemple de réalisation du circuit de l'invention permettant de faire une discrimination par variations d'amplitude: - la figure 2, un exemple de réalisation du circuit de l'invention permettant de faire une discrimination par variations de phase et une discrimination par variations d'amplitude: attached figures which represent: - Figure 1, an embodiment of the circuit of the invention for discriminating amplitude variations: - Figure 2, an embodiment of the circuit of the invention to make a Phase variation discrimination and amplitude variation discrimination:
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- la figure 3, un exemple de réalisation d'une variante du circuit de la FIG. 3, an exemplary embodiment of a variant of the circuit of the
figure 1.figure 1.
- la fiaure 4, un exemple de gabarit de filtre Doppler. - Figure 4, an example of a Doppler filter template.
Un des problèmes fondamentaux des radars V/CM (visualisation des cibles mobiles) ou MTT (Movinq Tarqet Indicator en terminologie anclo- saxonne) aéroportés est l'élimination des véhicules terrestres lents dont la fréquence Doppler se superpose à la fréquence Doppler ambiqge des cibles aériennes rapides et qui ne peuvent donc pas être éliminés par filtrage Doppler. Les solutions consistant à lever l'ambiquité de vitesse par un procédé type "bipulse" entraînent un accroissement de complexité du matériel considérable au niveau de l'émission et du traitement du signal. Un procédé plus simple consiste à effectuer une corrélation de balayage à balayage de la carte radar: I'écart de positions entre deux balayages successifs est plus important pour les véhicules rapides que pour les véhicules lents d'o une discrimination possible. Toutefois, ceci suppose que ces échos apparaissent requlihrement à chaque balayage, ce qui est rarement le cas pour des échos au niveau du sol (problème de masquage par les arbres, les constructions, le relief, etc...). Cette solution est donc insuffisante et il est nécessaire One of the fundamental problems of airborne V / CM (Mobile Target Visualization) or MTT (Movinq Tarqet Indicator) radars is the elimination of slow land vehicles whose Doppler frequency is superimposed on the ambient Doppler frequency of air targets. which can not be eliminated by Doppler filtering. The solutions of raising the speed ambience by a "bipulse" type process lead to a considerable increase in the complexity of the hardware in terms of transmission and signal processing. A simpler method is to perform a scanning sweep correlation of the radar map: the difference in positions between two successive sweeps is more important for fast vehicles than for slow vehicles where possible discrimination. However, this assumes that these echoes appear with each scan, which is rarely the case for echoes at ground level (problem of masking by trees, buildings, relief, etc ...). This solution is therefore insufficient and it is necessary
d'éliminer les échos lents au cours d'un seul passaae d'antenne. to eliminate slow echoes during a single antenna passaae.
fans un radar PFR (Passe fréquence de répétition), la fréquence de récurrence relativement basse (par exemple 3000 HIz) implique d'avoir un gabarit de filtre noppler, tel que représenté en figure 4, dont le rapport entre la zone de réjection et la zone passante est élevé (40 %). Pour éviter qu'un nombre important (40 %) des cibles voit sa fréquence ambigue tomber dans la zone aveugle et soit réjecté, on fait varier la fréquence de récurrence FR pendant le temps d'éclairement de la cible, ce qui déplace les fréquences ambiqces et permet la détection de chaque cible aérienne pour With a PFR (Frequency Repetition Rate) radar, the relatively low recurrence frequency (for example 3000 HIz) implies having a noppler filter mask, as shown in FIG. 4, whose ratio between the rejection zone and the passing area is high (40%). To prevent a large number (40%) of the targets from having its ambiguous frequency fall into the blind zone and to be re-fired, the recurrence frequency FR is varied during the illumination time of the target, which displaces the ambient frequencies. and allows the detection of each air target for
au moins une valeur de FR.at least one value of FR.
Les fréquences Eoppler non ambicqles étant ramenées autour de la fréquence Doppler des échos de sol, il sera possible de distinguer deux aroupes de cibles: - les cibles dont la fréquence Doppler non ambiqae est inférieure à F R qui ne seront pas perturbées par les variations de FR: ces cibles lentes 257f150 (vitesses < 40 m/s par rapport aux échos de sol) seront présumées être des véhicules terrestres - les cibles rapides dont le Doppler non ambiqU est supérieur à FR et Since the non-ambulatory Eoppler frequencies are brought around the Doppler frequency of the ground echoes, it will be possible to distinguish two groups of targets: - the targets whose unambiguous Doppler frequency is lower than FR which will not be disturbed by the variations of FR : these slow 257f150 targets (velocities <40 m / s above ground echoes) will be assumed to be land vehicles - fast targets with non-ambulatory Doppler higher than FR and
dont la fréquence ambiq0e dépendra de FR. whose frequency will depend on FR.
Cette discrimination ne sera possible que s'il y a au plus une cible dans This discrimination will only be possible if there is at most one target in
chaque cellule de résolution, ce qui est pratiquement le cas après élimina- each cell of resolution, which is practically the case after eliminating
tion des échos fixes par le filtre Doppler. fixed echoes by the Doppler filter.
Cette discrimination se fait, au cours d'un passage sur la cible: - par mesures des variations d'amplitude en sortie du filtre Doppler, This discrimination is made, during a passage on the target: - by measurements of amplitude variations at the output of the Doppler filter,
- et par mesures des variations de phase pour les différentes fré- - and by measurement of phase variations for the different frequencies
quences de récurrence.quences of recurrence.
La discrimination par mesures des variations d'amplitude permet de supprimer environ 90 % des véhicules lents, (si leur puissance est au moins dB au-dessus du seuil de détection) avec un risque inférieur à quelques Measurement discrimination of amplitude variations allows about 90% of slow vehicles to be removed (if their power is at least dB above the detection threshold) with a risk of less than a few
pour cents d'éliminer une cible utile. for hundreds to eliminate a useful target.
La discrimination par mesures des variations de phase permet de supprimer le risque d'une élimination intempestive d'écho utile (pour les échos dont la puissance est au moins 3 dB au-dessus du seuil de détection), Discrimination by phase-shift measurements eliminates the risk of an unnecessary elimination of useful echo (for echoes whose power is at least 3 dB above the detection threshold),
tout en améliorant l'élimination des véhicules lents. while improving the elimination of slow vehicles.
Les radars Doppler ambiguis en fréquence (en vitesse) utilisent l'aqilité de fréquence de récurrence pendant le temps de passage de l'antenne sur la cible pour supprimer les trous de détection dûs aux vitesses "aveucles" (zones de fréquences correspondant, par repliement, à la zone de réfection Doppler radars ambiguous in frequency (in speed) use the frequency of recurrence frequency during the time of passage of the antenna on the target to eliminate the holes of detection due to the speeds "blind" (zones of frequencies corresponding, by folding at the repair area
du filtre Doppler).Doppler filter).
Il s'en suit qu'un écho ambigu en fréquence a une fréquence ambiqOe qui peut se trouver dans la zone de réjection du filtre Doppler ou au contraire dans la zone passante du filtre, suivant la valeur de la fréquence It follows that an ambiguous echo in frequency has an ambient frequency which can be in the rejection zone of the Doppler filter or on the contrary in the pass area of the filter, according to the value of the frequency
de récurrence (FR).of recurrence (FR).
On peut choisir convenablement les N différentes fréquences de récurrence pour qu'un écho ambiqu soit dans la bande passante du filtre Doppler pour au moins deux et au maximum N-1 valeurs de la fréquence de récurrence. Un écho non ambiq0 se trouve soit dans la zone de réjection, soit dans la zone passante quelle que soit la fréquence de récurrence (donc pour les N The N different recurrence frequencies can be suitably chosen so that an ambide echo is in the Doppler filter bandwidth for at least two and at most N-1 values of the recurrence frequency. An unambiguous echo is either in the rejection zone or in the pass zone regardless of the frequency of recurrence (so for N
valeurs de fréquence).frequency values).
Un écho de second balayaqe chanoe de cellules de distance à chaque commutation de FR, il se trouve donc présent, pour une case distance An echo of second chanaya balances of distance cells at each FR switching, so it is present, for a cell distance
donnée, pour au maximum une valeur de FR. given, for up to a value of FR.
En éliminant les échos présents pour l valeur de FR ou N valeurs de FR, on élirmine les échos non ambiqus qui correspondent à la plage de By eliminating the echoes present for the value of FR or N values of FR, the unambiguous echoes which correspond to the range of
fréquence des véhicules terrestres et les échos de nième balayage. frequency of land vehicles and echoes of nth sweep.
Ce dispositif est complété par une mesure de la rotation de phase de This device is completed by a measurement of the phase rotation of
l'écho de récurrence à récurrence. the recurrence recurrence echo.
Lorsque l'écho est non ambigu en fréquence, cette rotation est When the echo is unambiguous in frequency, this rotation is
quasiment indépendante de FR.almost independent of FR.
Par contre, pour un écho ambigu, cette rotation dépend beaucoup de FR. En comparant cette rotation pour les différentes valeurs de FR, il est On the other hand, for an ambiguous echo, this rotation depends a lot on FR. Comparing this rotation for the different FR values, it is
possible de discriminer les échos ambicus et les échos non ambiqus. possible to discriminate ambicus echoes and unambiguous echoes.
Pratiquement, pour combler les trous de vitesse, nous avons été amenés à choisir par exemple les fréquences de récurrence suivantes: F1 = 3000 Hz F2 = 3200 Hz F3 = 3400 Hz Practically, to fill the holes of speed, we have been led to choose for example the following frequencies of recurrence: F1 = 3000 Hz F2 = 3200 Hz F3 = 3400 Hz
F4 = 3600 Hz.F4 = 3600 Hz.
Mais il est bien évident que ces valeurs ne sont fournies qCu'à titre d'exemple tout comme les autres valeurs numériques que nous fournissons But it is obvious that these values are only given as an example just like the other numerical values we provide.
dans la suite de la description.in the following description.
Dans un radar foppler, la fréquence réduite fi à la fréquence FR = Fi est obtenue à partir de la fréquence Doppler fd (mesurée par rapport aux échos de sol) et par la formule: fd fd modulo F. f.i = partie décimale (-- ) oFo ! F. La fréquence ambiq0e est alors: fdi = fiXFi Un écho à la fréquence fd sera vu pour les fréquences de récurrence telles que fi soit dans la zone passante du filtre, nous dirons alors que le In a foppler radar, the reduced frequency fi at the frequency FR = Fi is obtained from the Doppler frequency fd (measured with respect to the ground echoes) and by the formula: fd fd modulo F. fi = decimal part (- ) oFo! F. The ambient frequency is then: fdi = fiXFi An echo at the frequency fd will be seen for the recurrence frequencies such that fi is in the pass area of the filter, we will then say that the
nombre a. vaut 1 (et zéro dans le cas contraire). number a. is 1 (and zero otherwise).
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Pour chaque fréquence, on peut calculer les nombres al, a2, a3, a4 qui For each frequency, we can calculate the numbers al, a2, a3, a4 which
indiquent les fréquences de récurrence o il y aura détection possible. indicate the frequencies of recurrence where there will be possible detection.
On sait établir une relation entre fd et les ai pour les cibles utiles, c'est-à-dire pratiquement jusqu'à 750 m/s ou Mach 2,5 en basse altitude: (O fd < 47,5 KHz). Cette vitesse est la vitesse de la cible par rapport au It is known to establish a relationship between fd and ai for useful targets, that is to say practically up to 750 m / s or Mach 2.5 at low altitude: (O fd <47.5 KHz). This speed is the speed of the target relative to
sol, la vitesse du porteur est éliminée par une boucle de vitesse sol. ground, the speed of the carrier is eliminated by a ground speed loop.
On constate que: - tous les trous de vitesse, supérieurs à FR, sont comblés (au moins 1 ai non nul) sauf les zones suivantes: 2880 à 3600 Hz soit 720 Hz 6480 à 6600 Hz soit] 20 Hz 47400 à 47520 Hz soit]20 Hz Toutefois, les flancs du filtre Doppler n'étant pas raides, les trous que l'on constate sont partiellement comblés: il n'a pas été juqé utile de It can be seen that: - all velocity holes, greater than FR, are filled (at least 1 ai non-zero) except the following zones: 2880 to 3600 Hz, ie 720 Hz 6480 to 6600 Hz, or 20 Hz 47400 to 47520 Hz, or ] 20 Hz However, the flanks of the Doppler filter are not stiff, the holes that are observed are partially filled: it was not jusqé useful to
rajouter une 5ème fréquence pour compter les zones aveuales résiduelles. add a 5th frequency to count residual blind zones.
Les zones pour lesquelles tous les a. sont à.1 se trouvent principale- Areas for which all have. are at 1 are found mainly
l ment concentrées aux fréquences basses. Fn particulier, les véhicules terrestres tels que fd < 2400 Hz, correspondent à: -tous les a. = 0 de 0 à 600Hz i lently concentrated at low frequencies. In particular, terrestrial vehicles such as fd <2400 Hz, correspond to: -all a. = 0 from 0 to 600Hz i
- tous les a. = 1 de 720 à 2400 Hz. - all the a. = 1 from 720 to 2400 Hz.
La figure 1 représente un circuit de discrimination par mesures des FIG. 1 represents a discrimination circuit using measurements of
variations d'amplitude.amplitude variations.
Sur cette figure, on trouve des circuits E] de réception d'antenne comprenant notamment un filtre Doppler FD et un circuit de détection d'enveloppe et de normalisation destiné à réquler la fausse alarme. Ce détecteur fournit sur une liaison de sortie]0 des valeurs de niveaux de sionaux sous forme de signaux numériques. Un commutateur dont l'entrée est connectée à la liaison 10, permet de connecter celle-ci à une sortie. 1 à 4 correspondant chacune à une fréquence de récurrence. A chacune de ces sorties est connecté un registre sommateur dont la lonqueur est celle du nombre de quanta distance fonctionnant en mode série. res registres sont commandés par un circuit de commande central UC et plus précisément par In this figure, there are antenna reception circuits E] comprising in particular a FD Doppler filter and an envelope detection and normalization circuit intended to solve the false alarm. This detector provides on an output link] 0 values of levels of sional as digital signals. A switch whose input is connected to the link 10 makes it possible to connect it to an output. 1 to 4 each corresponding to a recurrence frequency. Each of these outputs is connected to a summing register whose lonquer is that of the number of quanta distance operating in series mode. res registers are controlled by a central control circuit UC and more specifically by
des signaux UC] correspondant aux quanta distances. signals UC] corresponding to quanta distances.
7 11507 1150
7. Les sorties des registres F] à F4 sont connectées aux entrées d'un circuit de sommation CS qui effectue l'addition des informations reçues sur ses entrCes et fournit un résultat à un circuit à seuil A]. Celui-ci reçoit par ailleurs un signal de seuil SI1 d'une valeur déterminée. Le circuit à seuil AI (ou comparateur) retransmet, vers un circuit d'inhibition INH, les signaux reçus du circuit de sommation CS, si leur valeur est supérieure à la valeur 7. The outputs of the registers F] to F4 are connected to the inputs of a summing circuit CS which performs the addition of the information received on its inputs and supplies a result to a threshold circuit A]. The latter also receives a threshold signal SI1 of a determined value. The threshold circuit AI (or comparator) retransmits, to an inhibition circuit INH, the signals received from the summation circuit CS, if their value is greater than the value
du signal de seuil S1.the threshold signal S1.
Par ailleurs, le circuit de la figure 1 comporte un circuit d'élaboration de niveau de seuil S2 connecté aux sorties des registres FI. à F4. Ce circuit détecte la valeur du signal fournit par F1 à F4 ayant la plus forte valeur. A partir de cette valeur, il fabrique un signal de niveau de seuil (S2) dont la valeur est inférieure d'une valeur connue, 6 dR par exemple, à celle détectée. Quatre circuits à seuil All à A14, tels que des comparateurs, sont connectés aux sorties des registres F1 à F4. Ils reçoivent chacun le signal de niveau de seuil (S2) et retransmettent sur les entrées d'une porte ET, un siqnal de niveau logique "1", lorsque la valeur du sional recu du registre FI à F4 est supérieure à la valeur du signal de niveau seuil (S2). Dans le cas contraire, les circuits à seuil Ail 3 A]4 fournissent un signal de niveau logique "0". Lorsque toutes les entrées de la porte ET sont au niveau logique Furthermore, the circuit of FIG. 1 comprises a threshold level generating circuit S2 connected to the outputs of the IF registers. at F4. This circuit detects the value of the signal supplied by F1 to F4 having the highest value. From this value, it produces a threshold level signal (S2) whose value is lower than a known value, 6 dR for example, to that detected. Four threshold circuits All at A14, such as comparators, are connected to the outputs of the registers F1 to F4. They each receive the threshold level signal (S2) and retransmit on the inputs of an AND gate, a logic level signal "1", when the value of the sional received from the register FI to F4 is greater than the value of the signal. threshold level (S2). In the opposite case, the threshold circuits Ail 3 A] 4 provide a logic level signal "0". When all inputs to the AND gate are at the logical level
"]", cette porte fournit un signal d'inhibition au circuit d'inhibition INIH. "]", this gate provides an inhibition signal to the inhibition circuit INIH.
Si la porte ET fournit un signal de niveau logique "0", le- circuit d'inhibition autorise la transmission des signaux recçus du circuit à seuil A], If the AND gate provides a logic level signal "0", the muting circuit allows the transmission of signals received from the threshold circuit A],
sur la liaison MEM, vers des circuits d'utilisation. on the MEM link, to use circuits.
Par contre, si la porte ET fournit un signal de niveau logique "1", le circuit d'inhibition interdit cette retransmission de signaux sur la liaison MEM. Dans ces conditions, on prend comme hypothèse de base que la puissance d'une cible est constante pendant le temps de passage T d'un On the other hand, if the AND gate supplies a logic level signal "1", the inhibition circuit prohibits this retransmission of signals on the link MEM. Under these conditions, it is assumed that the power of a target is constant during the transit time T of a
faisceau radar sur la cible.Radar beam on the target.
A titre d'exemple pratique, on suppose que durant le temps d'illumina- As a practical example, it is assumed that during the illumination time
tion T (environ 80 ms), la fréquence de récurrence est commutée quatre fois soit tous les T secondes (ou toutes les \ récurrences o N est le T (approximately 80 ms), the recurrence frequency is switched four times, ie every T seconds (or all the recurrences where N is the
hnombre de rcurrences par plot).number of recurrences per plot).
nombre de récurrences par plot).number of recurrences per pad).
7 1 1507,150
Les circuits classiques effectuent, après filtrage Doppler, détection normalisation, une post intégration adaptée au temps de passage T. The conventional circuits perform, after Doppler filtering, normalization detection, a post integration adapted to the passage time T.
Selon l'invention, la postintégration est remplacée par 4 postintégra- According to the invention, the post-integration is replaced by 4 postintégra-
tions successives de récurrences, chaque registre de sommation F] à F4 étant affecté à une fréquence de récurrence particulière. Les résultats de ces quatre sommations élémentaires sont, d'une part, sommés dans le circuit CS afin de réaliser l'équivalent de la postintéqration globale sur le temps T et le résultat est présenté au seuil S1 de détection. D'autre part, chaque sortie des registres de sommation est comparée à un seuil S2 permettant successive occurrences of recurrences, each summation register F] to F4 being assigned to a particular recurrence frequency. The results of these four elementary summations are, on the one hand, summed in the circuit CS in order to realize the equivalent of the overall postintéqration on the time T and the result is presented at the threshold S1 of detection. On the other hand, each output of the summation registers is compared with a threshold S2 allowing
d'élaborer les ai.to develop the ai.
Lorsque tous les ai sont à 1, l'écho est inhibé. When all ai are at 1, the echo is inhibited.
En raison des pointes transitoires dues à la commutation de la fréquence de récurrrence FR, le seuil S2 doit être asservi au niveau de l'écho: on détecte donc le plus fort des 4 niveaux et on place le seuil à 6 dB Because of the transient spikes due to the switching of the recurrence frequency FR, the threshold S2 must be slaved to the level of the echo: the strongest of the 4 levels is thus detected and the threshold is set at 6 dB.
sous cette valeur, avec un talon S02 lorsque l'écho est faible. under this value, with a S02 heel when the echo is weak.
fans ces conditions, le qabarit équivalent du filtre est celui correspon- In these conditions, the filter equivalent qabarit is the corresponding one.
dant à - 6 db.at -6 db.
Pour les échos faibles (proches du seuil de détection), le seuil S2 calculé précédemment se trouverait sous le bruit thermique. On place donc une butée basse à l'évolution de S2' La valeur de cette butée doit être For weak echoes (close to the detection threshold), the previously calculated threshold S2 would be under the thermal noise. So we place a low stop at the evolution of S2 'The value of this stop must be
telle qu'elle minimise la probabilité d'erreurs. as it minimizes the probability of errors.
Deux types d'erreurs peuvent être faites: l /Elimination erronée d'une cible utile due à une fausse alarme entraînant le passage à I d'un ai qui serait à zéro sans bruit thermique. Cette probabilité d'erreur est maintenue inférieure à Two types of errors can be made: l / Wrong elimination of a useful target due to a false alarm resulting in the transition to I of a ai which would be zero without thermal noise. This probability of error is kept lower than
quelques pour cents.a few cents.
2a/Non élimination d'une cible lente due à une non détection entrat- 2a / Non elimination of a slow target due to non-detection
nant le maintien à zéro d'un ai qui aurait dû être à 1. the maintenance at zero of an ai which should have been 1.
Le seuil S2 étant fixé par le critère précédent, on a calculé la probabilité de non éliminaton d'une cible lente en fonction de la puissance de cet écho rapportée b la puissance minimale de détection. -7 On constate que pour les échos dont le rapport signal à bruit est The threshold S2 being fixed by the above criterion, the probability of not eliminating a slow target was calculated as a function of the power of this echo reported at the minimum detection power. -7 It can be seen that for echoes whose signal-to-noise ratio is
supérieur à 4 dP, l'élimination est meilleure que 90%. greater than 4 dP, the elimination is better than 90%.
71 15071 150
Ces probabilités sont calculées à partir de la puissance instantanée en un passaqe. Les probabilités globales devraient tenir compte de These probabilities are calculated from the instantaneous power in a passaqe. Overall probabilities should take into account
la fluctuation de puissance d'un balayage au suivant. the power fluctuation from one sweep to the next.
Pour améliorer les performances du système de l'invention, un circuit de discrimination par variations de phase est combiné au circuit de discrimination par variations d'amplitude comme cela est représenté en figure 2. Ce circuit est conçu de façon analooue au circuit de discrimination To improve the performance of the system of the invention, a phase-change discrimination circuit is combined with the amplitude-variation discrimination circuit as shown in FIG. 2. This circuit is designed analogously to the discrimination circuit.
par variations d'amplitude.by amplitude variations.
Appelons Ai = ni ' ni I la différence de phase du sional Call Ai = ni 'nor I the phase difference of the sional
reçu entre les récurrences n et n - 1, la fréquence de récurrence étant F. . received between the recurrences n and n - 1, the recurrence frequency being F.
q NIous avons A i = F. d o fd est la fréquence noppler de la q We have A i = F. d o fd is the noppler frequency of the
cible non ambioae. -unambiguous target. -
Pour FR = Fj, nous avons de même: Pl 27 f Ad, _ 2îf d J F. soit 4j = A< i - 6A j = 2fd - fT t>1 i j d F. FT5 i J For FR = Fj, we have the same: Pl 27 f Ad, _ 2îf d J F. 4j = A <i - 6A j = 2fd - fT t> 1 i d F. FT5 i J
la différence entre les écarts de phases mesurés aux fréquences Fi et Fj. the difference between the phase differences measured at frequencies Fi and Fj.
On constate que le maximum des 6AP ij' permet de discriminer, sans aucune ambiquité, les échos dont le Doppler est inférieur à 3000 Hz (échos lents) des échos dont le Doppler est supérieur à 3000 Hz en plaçant un seuil r. à environ Toutefois, cette discrimination ne sera possible que si on peut calculer les 6ó ij' ce qui suppose qu'il n'y ait qu'un écho par cellule de résolution du radar: il faut donc se placer derrière le filtre Doppler pour éliminer d'abord les échos de sol. Dans ces conditions, les dâA ij ne pourront être It can be seen that the maximum of the 6AP ij 'makes it possible to discriminate, without any ambience, the echoes whose Doppler is less than 3000 Hz (slow echoes) of echoes whose Doppler is greater than 3000 Hz by placing a threshold r. However, this discrimination will be possible only if we can calculate the 6ó ij 'which supposes that there is only one echo per cell of resolution of the radar: it is thus necessary to be placed behind the Doppler filter to eliminate first the ground echoes. Under these conditions, dAA ij can not be
calculés que si on a aiet aj = 1.calculated only if we have aiet aj = 1.
reci limite la portée du dispositif, aux zones dans lesquelles le calcul reci limits the scope of the device, to areas in which the calculation
est possible.is possible.
Toutefois, le circuit de discrimination par variation de phase joint au circuit de discrimination par variation d'amplitude permet de lever le doute sur les zones o tous les ai sont à 1. et donc de supprimer certains trous de However, the phase variation discrimination circuit joined to the amplitude variation discriminating circuit makes it possible to remove the doubt on the zones where all the ai's are at 1. and thus to remove certain holes from
vitesses créés lors de l'élimination des cibles lentes. speeds created when eliminating slow targets.
Fn plaçant un seuil à 670, on dispose d'une carde de 20 pour le calcul du maximum de 6LA 4' Par le calcul on démontre que la précision exiqée Fn placing a threshold at 670, we have a card of 20 for the calculation of the maximum of 6LA 4 'By calculation it is shown that the precision required
est obtenue ds ue le rapport sinal sur bruit () est suprieur d. is obtained when the sinal noise ratio () is greater than d.
est obtenue d.-s oue le rapport sional sur bruit (-)est supérieur à 3 dP. is obtained when the sional noise ratio (-) is greater than 3 dP.
Comme il a été dit précédemment, la fonction discrimination par la phase est un perfectionnement au dispositif de la figure 1 et nécessite donc As has been said previously, the phase discrimination function is an improvement to the device of FIG.
les circuits correspondants.the corresponding circuits.
Un tel dispositif suppose de plus que l'on puisse calculer la phase du signal, après filtre rloppler, dans chaque quantum de distance. Il est donc nécessaire de disposer de deux filtres Doppler (un sur chaque composante du Such a device supposes moreover that one can calculate the phase of the signal, after filter rloppler, in each quantum of distance. It is therefore necessary to have two Doppler filters (one on each component of the
sianal) et un extracteur de phase.sianal) and a phase extractor.
Moyennant ces conditions, le circuit de discrimination par variations de phase, comme représenté sur la figure ?, comporte: - deux filtres Doppler FF,. et FDy pour les deux composantes ex et Ey de signal; - deux circuits de calcul de phases f ni et A+. connectés aux deux filtres Doppler FDx et FDly; - un commutateur C.3 dont l'entrée est connectée au circuit A. et permettant de connecter cette entrée à l'une de ses parties 31 à 34; - les registres de sommation (1 à G4) des phases A+ connectés aux sorties 31 à 34 du commutateur C3; With these conditions, the phase-change discrimination circuit, as shown in FIG. 2, comprises: two Doppler filters FF. and FDy for the two components ex and Ey of signal; two circuits for calculating phases f ni and A +. connected to the two FDx and FDly Doppler filters; a switch C.3 whose input is connected to the circuit A. and making it possible to connect this input to one of its parts 31 to 34; the summation registers (1 to G4) of the phases A + connected to the outputs 31 to 34 of the switch C3;
- un circuit de recherche du maximum de variation de phase 6A. a search circuit for the maximum phase variation 6A.
connecté aux sorties des registres de sommation et fournissant la valeur de ce maximum sur une sortie; - un circuit à seuil connecté à la sortie du circuit 6AQ j précédent, comparant la valeur du signal présent sur cette sortie à un seuil S3 et fournissant un signal d'inhibition lorsque la valeur du signal est inférieure au seuil S 3. La valeur de seuil peut être selon l'exemple pris précédemment de 67 ; - une porte à coTncidence ET2 dont une première entrée est connectée b la sortie du circuit à seuil précédent et la deuxième entrée est connectée à la sortie d'une porte ET1 correspondant à la porte ET du circuit de la connected to the outputs of the summation registers and supplying the value of this maximum on an output; a threshold circuit connected to the output of the preceding circuit 6AQ, comparing the value of the signal present on this output with a threshold S3 and supplying an inhibition signal when the value of the signal is below the threshold S 3. The value of threshold can be according to the previously taken example of 67; a gate ET2 whose first input is connected to the output of the preceding threshold circuit and the second input is connected to the output of a gate ET1 corresponding to the AND gate of the circuit of the
figure 1.figure 1.
On retrouve sur la figure 2, le circuit de discrimination par variations d'amplitudes de la figure 1. Les résultats des discriminations par variations d'amplitudes et de phases sont réunis par la porte FT2 qui fournit un signal d'inhibition au circuit de sortie INH si un mobile lent est détecté dans les FIG. 2 shows the amplitude variation discrimination circuit of FIG. 1. The results of discrimination by amplitude and phase variations are combined by the gate FT2 which provides an inhibition signal to the output circuit. INH if a slow mobile is detected in the
conditions décrites précédemment. conditions previously described.
7 1 1507,150
1]. En se reportant h la figure 3, on va maintenant décrire une variante d'un exemple de réalisation du circuit de discrimination par variations 1]. Referring to FIG. 3, a variant of an exemplary embodiment of the discrimination discrimination circuit will now be described.
d'amplitudes de l'invention.of amplitudes of the invention.
Ces circuits se décomposent en deux groupes: - un groupe qui fonctionne à la cadence du quantum distance et pour chaque récurrence sous la commande de signaux UCi fournit par l'unité de These circuits are divided into two groups: - a group that operates at the rate of the quantum distance and for each recursion under the control of signals UCi provided by the unit of
commande UC.UC command.
- un qroupe qui ne fonctionne qu'h la récurrence correspondant à un changement de friquence, sous la commande de siqnaux UC2 fournis par - a group that only works recurrence corresponding to a change of frequency, under the control of UC2 signals provided by
l'unité de commande IJUr.the IJUr control unit.
Le premier aroupe de circuits comprend principalement 4 registres h décalage Fl à F4 de n cases et p bits o n est le nombre de cases distances du domaine (limité par exemple à 254) et p le nombre de bits nécessaires pour effectuer l'intégration de la sortie du détecteur d'enveloppe sur 20 récurrences représentant le quart du temps de passage du faisceau sur la cible. Deux multiplexeurs ou commutateurs C1 et C2 branchent l'entrée et la sortie d'un registre (Fl à F4) sur un sommateur CS3 pendant les récurrences pour lesquelles FR = Fi. Pour la première récurrence du cycle F. = Fi, l'entrée est mise à zéro par I3, ce qui vide le contenu du registre (i). Ensuite les informations incidentes sont sommées dans ce registre, jusqu'à ce que FR = Fi + 1 (modulo 4). A cet instant, les informations des 4 registres, correspondant aux quatre dernières séquences Fi 3 Fi - 2 Fi] Fi, sont transférées dans le deuxième groupe de circuits (en même temps que le The first circuit group mainly comprises 4 registers h offset F1 to F4 of n boxes and p bits where one is the number of distance cells of the domain (limited for example to 254) and p the number of bits necessary to perform the integration of the envelope detector output on 20 recurrences representing a quarter of the time the beam passes on the target. Two multiplexers or switches C1 and C2 connect the input and the output of a register (Fl to F4) on a summator CS3 during the recurrences for which FR = Fi. For the first recurrence of the cycle F. = Fi, the input is set to zero by I3, which empties the contents of the register (i). Then the incidental information is summed in this register, until FR = Fi + 1 (modulo 4). At this moment, the information of the 4 registers, corresponding to the last four sequences Fi 3 Fi - 2 Fi] Fi, are transferred in the second group of circuits (at the same time as the
registre (i + 1) = (i - 3) est remis à zéro). register (i + 1) = (i - 3) is reset to zero).
Ce deuxième groupe de circuits est constitué essentiellement par les This second group of circuits consists essentially of
circuits connectés en sortie des registres Fl à F4. circuits connected at the output of registers F1 to F4.
Les informations que l'on appellera g i - 3' i - 2' i - 1 Z i fournies par les registres Fl à F4 sont combinées dans un circuit représenté par un The information that will be called g i - 3 'i - 2' i - 1 Z i provided by the registers F1 to F4 are combined in a circuit represented by a
circuit de sommation CSl.summing circuit CSl.
Pour la compréhension du présent dispositif, on considère qu'il s'agit For the understanding of the present device, it is considered that
d'une somme, adaptant la postintéqration au temps de passage sur la cible. a sum, adapting the postintéqration to the time of passage on the target.
Ensuite, les informations ainsi sommées sont comparées à un seuil S. (circuit A1) fixé par les conditions désirées de fausse alarme et le résultat Then, the information thus summed is compared with a threshold S. (circuit A1) fixed by the desired conditions of false alarm and the result
2 5 7 1 1502 5 7 1 150
est mémorisé, après passace dans une porte, dans un registre à décalaae R1 is memorized, after passace in a door, in a decalaate register R1
de n cases de 1 bit.of n boxes of 1 bit.
Trois autres registres identiques R2 à R4, placés en série, maintien- Three other identical registers R2 to R4, placed in series,
nent en mémoire les 3 derniers trains d'information correspondant aux séquences: i-1,i--2,i--3,i--4 ( - 1, i - 2, i - 3, - 4 F _] Fi - 2' Fi 3' Fi) i-2, i-3, i-4, i - 5(F F 3 Fi F _ 1) i - 3 -4,-,-6(i- 3, Fi _ Fi 2) The last 3 information streams corresponding to the sequences are stored in memory: i-1, i-2, i-3, i-4 (-1, i-2, i-3, 4-F] - 2 'Fi 3' Fi) i-2, i-3, i-4, i - 5 (FF 3 Fi F _ 1) i - 3 -4, -, - 6 (i-3, Fi _ Fi 2 )
Les informations E i' i - ' i -2' Z i -3 sont d'autre part orien- The information E i 'i -' i -2 'Z i -3 are, on the other hand,
tées vers le circuit élaborant le seuil S2. to the circuit developing threshold S2.
Ce circuit prend le maximum des Z j (soit Z p), le divise par 2 (6 dR soit un décalaqe de 1 bit) et la valeur E p est comparée au seuil S2. Si E p Ep 2 9s This circuit takes the maximum of Z j (ie Z p), divide it by 2 (6 dR is a shift of 1 bit) and the value E p is compared to threshold S2. If E p Ep 2 9s
2 SO2 alors 52 = sinon 52 = S2.2 SO2 then 52 = otherwise 52 = S2.
Les ZE j sont comparés à 5S dans les-circuits A]l à A 14, pour fournir les a. dont le produit lonique, inversé par une porte NAND, commande la J circulation des informations dans les registres précédents. Lorsque tous les a. sont à 1, toute l'information correspondant à cette cible (qui est présente J ZE j are compared to 5S in circuits A] 1 to A 14, to provide the a. whose lonic product, inverted by a NAND gate, controls the circulation of information in the preceding registers. When all has. are at 1, all the information corresponding to this target (which is present J
dans les séquences, i, i - 1, i - 2, i - 3) est effacée. in the sequences, i, i - 1, i - 2, i - 3) is erased.
Sinon, l'information se retrouve à i sortie du 4ème reoistre avec un Otherwise, the information is found at the exit of the 4th reoistre with a
retard correspondant à une largeur de faisceau. delay corresponding to a beam width.
Il est à remarquer qu'en cas de présence d'une cible lente, les séquences i - 4, i - 5, i - 6 correspondant à 3 de faisceau supplémentaire sont éqalement effacées, et l'on verra alors une "ombre" à côté des échos de véhicules. It should be noted that if there is a slow target, sequences i - 4, i - 5, i - 6 corresponding to 3 additional beam are also erased, and we will see a "shadow" side of the vehicle echoes.
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